跟人工智能学微积分
由 AI 教师编写、质量对标传统教材的微积分入门教程。 出品:XUEHANG AI 实验室 · calc.xuehang.ai
本书从小学基础出发,把微积分的每一步都讲透:每个公式都有推导,每个概念都有 NumPy / PyTorch 代码验证,每个几何结论都有 matplotlib 图形佐证。全书共 14 章 + 结业考核,学完后你应当能独立完成极限、导数、积分、多元极值、梯度下降相关计算,并读懂神经网络训练代码背后的微积分。
使用方式
- 读:用 VitePress 阅读本书,
$与$$之间的公式由 MathJax 渲染。 - 跑:每章的 Python 示例统一用
uv run python运行,环境依赖见pyproject.toml。 - 验:
scripts/check_examples.py会抽取全书示例并逐段运行,确保书中输出真实可复现。
目录
开篇
- 第 0 章 · 书的灵魂 soul.md —— 本书定位、教学方式与考核规则
地基:从算术到函数
- 第 1 章 · 从算术到函数 —— 变量、函数、图像、斜率与平均变化率
变化的度量
- 第 2 章 · 变化率与切线 —— 割线逼近切线,瞬时速度
- 第 3 章 · 极限 —— 数列与函数极限、四则运算、夹逼、两个重要极限
- 第 4 章 · 连续 —— 连续定义、介值定理、间断点
微分
- 第 5 章 · 导数 —— 导数定义与求导法则
- 第 6 章 · 常见函数的导数 —— 指数、对数、三角函数与高阶导数
- 第 7 章 · 中值定理与导数的应用 —— 极值、凹凸、洛必达、泰勒公式
积分
- 第 8 章 · 不定积分 —— 原函数、换元积分、分部积分
- 第 9 章 · 定积分 —— 黎曼和、微积分基本定理、反常积分
- 第 10 章 · 定积分的应用 —— 面积、体积、弧长与物理应用
多元微积分
- 第 11 章 · 多元函数与偏导数 —— 偏导数、全微分、方向导数与梯度
- 第 12 章 · 多元极值与最优化 —— 极值判定、拉格朗日乘子
数值计算与人工智能
- 第 13 章 · 数值微积分与最优化 —— 数值微分、数值积分、牛顿法、梯度下降
- 第 14 章 · 微积分与神经网络 —— 损失函数、反向传播、PyTorch 训练
结业
